JP6571717B2 - オープンシールド機 - Google Patents

Description

本発明は、オープンシールド工法に使用するオープンシールド機に関するものである。

周知のごとくオープンシールド工法は、開削工法（オープン工法）とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法では、シールド機を前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としてカーブ施工を可能としたり、方向修正を行えるようにしたものがある。

その一例を説明すると、オープンシールド機１は、図５に示すように基本的には左右の側壁板１ａ，１ｂとこれら側壁板１ａ，１ｂと同程度の長さでその間を連結する底板１ｃとからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。

該オープンシールド機１は図６に示すように機体を前後方向で複数に分割し、フロント部２としての前方の機体の後端にテール部３としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能とした。

フロント部２は主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキ４を左右によせて、また上下複数段に配設している。

これに対してテール部３はコンクリート函体８の設置を行うもので、機体内で前部に後方へ向けてシールドジャッキ５を左右によせて、また上下複数段に配設したジャッキ部１７と、その後方でスペースを確保した函体吊下し部１８を構成している。

図中６はフロント部２の前端に設けた可動分割刃口、７はテール部３の後端に設けた側方土留板、９はストラット、１０はプレスバー（押角）である。

このようなオープンシールド機１を使用するオープンシールド工法は、図７〜図１０に示すように、発進坑と到達坑との間で施工される。発進坑１１内で前記オープンシールド機を組立て、発進坑１１の前の地盤を地上に設置したシャベル系の掘削機１２で掘削し、該オープンシールド機１のシールドジャッキ５を伸長して発進坑１１内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体８を上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部３内で縮めたシールドジャッキ５の後方にストラット９およびプレスバー１０とともにセットする。

また、発進坑１１はシートパイル等の土留壁で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの土留壁を一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入等で発進坑１１の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。

次いで、同様に掘削機１２でフロント部２の前面又は上面から土砂を掘削し、かつ排土してオープンシールド機１を前進させ、前記第１番目のコンクリート函体８の前に第２番目のコンクリート函体８をテール部３内に吊り降す。

以下、同様の掘進及びコンクリート函体８のセット工程を繰返して、順次コンクリート函体８を縦列に地中に埋設し、後方のコンクリート函体８上にダンプ１４で埋戻しを施し、オープンシールド機１が到達坑１３まで達したならばこれを分解・撤去して工事を完了する。図中１５はグラウト機である。

ところで、オープンシールド機１の掘進はシールドジャッキ５を伸長だけでなく、このシールドジャッキ５を固定して中折ジャッキ４の伸長でテール部３に対してフロント部２を進めることでも行なわれ、シールドジャッキ５と中折ジャッキ４との２段階で押し進める。

その際、中折ジャッキ４のうち、左右いずれかを多く伸長させればフロント部２はその反対側に向きを変え、その方向に曲がる。また、上下いずれかを多く伸長させればフロント部２はその反対側に向きを変え、上向きまたは下向きに曲がる。このようにしたカーブ施工または方向修正が可能である。

しかし、前記従来のシールド機では、フロント部の後端にテール部の前端が隙間を存して嵌合するすなわち遊嵌するものであり、隙間から地下水や土砂が入り込み、その結果として屈曲のための余裕空間を無くしたりするおそれがあった。

下記特許文献は簡単な構成をシールド機に付加するだけで、地下水や土砂等の浸入を確実に防止できるオープンシールド機として提案されたものである。
特許第５２３１５０８号公報

前記特許文献１は、機体を前後方向でフロント部とテール部に分割し、フロント部の後端にテール部の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としたオープンシールド機において、フロント部とテール部３が接合する中折れ部にワイヤーブラシを配設したものである。

特許文献１によれば、フロント部の後端にテール部３の前端が隙間を存して嵌合するすなわち遊嵌する隙間には、ワイヤーブラシが配設してあり、これが地下水や土砂が入り込みを阻止する。

前記特許文献１は、ワイヤーブラシで地下水や土砂が入り込むことを防止するものである。

一方、グラウト機１５による裏込め注入は、一次注入工はテール部３内に設置したコンクリート函体８の内部よりテール部３の内面とコンクリート函体８の外面との空隙に可塑状の裏込注入材を充填する作業である。

また、二次注入工はオープンシールド機１の推進と同時にコンクリート函体８の内部よりテールボイド（テール部底板及び側板の厚み分）に可塑状の裏込注入材を充填する作業で、二次注入工は、一次注入とは異なり地山と一次注入の空隙を充填するものであり、特に、二次注入工ではオープンシールド機１の中折れ部に裏込注入材が付着し、これが硬化することで、フロント部とテール部の相互の嵌合部での動き、例えば、中折ジャッキが縮小して中折れ部が所定位置まで収縮するのを阻害するおそれが生じる。

なお、前記特許文献１のようなワイヤーブラシを設けるものでは裏込注入材がワイヤーブラシに付着してこれが硬化し、同様な不都合が生じる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、機体を前後方向で複数に分割し、前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、隙間を存して嵌合する、すなわち遊嵌させて相互の嵌合部で屈曲可能とするのに、裏込注入材が付着してもこれを確実に削り剥がすことができるオープンシールド機を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、左右側壁板と底板からなる機体を前後方向でフロント部とテール部に分割し、フロント部の後端にテール部の前端を嵌入させ、フロント部に後方へ向けて中折ジャッキを設けてフロント部とテール部が相互の嵌合部で屈曲可能とした中折れ部を形成したオープンシールド機において、テール部の中折れ部外周に沿ってテール部長手方向に移動する掻き取り爪をその先端を後方に向けて前記フロント部後端に突設したことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、中折ジャッキの伸縮でフロント部とテール部が相互の嵌合割合が変化する場合に、フロント部後端に突設した掻き取り爪で中折れ部に付着した裏込注入材を剥がすことができ、その結果、中折れ部が所定位置まで収縮することができる。なお、中折れ部に付着した裏込注入材の剥がしは、裏込注入材を完全に除去しなくても、その付着厚さを減じればよく、薄くすれば中折れ部が所定位置まで収縮することができる。

請求項２記載の本発明は、掻き取り爪は間隔を存して複数併設することを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、掻き取り爪は間隔を存して複数併設することで、側部や底部の幅方向を網羅するように掻き取り爪を配置でき、広範囲で付着した裏込注入材の剥がしが可能となる。

以上述べたように本発明のオープンシールド機は、機体を前後方向で複数に分割し、前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、隙間を存して嵌合する、すなわち遊嵌させて相互の嵌合部で屈曲可能とするのに、裏込注入材が付着してもこれを確実に削り剥がすことができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の部分平面図、図２は全体の縦断的説明図である。

オープンシールド機１の全体は前記図６に示すように機体を前後方向で複数に分割し、テール部３の前端は縮径してフロント部２の後端に入り込むもので、これによりフロント部２とテール部３との間には隙間が確保され、これが中折れ部１６となる。

フロント部２は可動分割刃口６を有する前端と上面を開放面としてあり、機体内で後方へ向けて中折ジャッキ４を左右によせて、また上下複数段に配設した。

一方、テール部３は機体内で前部に後方へ向けてシールドジャッキ５を左右によせて、また上下複数段に配設したジャッキ部１７と、その後方でスペースを確保した函体吊下し部１８を構成している。

本発明はフロント部２の後端にホルダー２０ｂに先端を鋭利とする刃部２０ａを保持させた掻き取り爪２０を突設した。

掻き取り爪２０はその先端を後方に向けて設けられ、フロント部２の動きに従うものであり、テール部３の中折れ部外周に沿ってテール部長手方向に移動する。

図２、図４に示すように掻き取り爪２０はフロント部２の左右側壁板と底板に間隔を存して複数併設するもので、櫛の歯状として構成される。

このようにして、図３に示すように、オープンシールド機１は機体を前後方向で複数に分割し、前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、隙間を存して嵌合する、すなわち遊嵌させて相互の嵌合部で屈曲可能とするのに、掻き取り爪２０があり、中折れ部に付着した裏込注入材２１を剥がすことができる。

本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の部分平面図である。 本発明のオープンシールド機の掻き取り爪の配置を示す縦断的説明図である。 本発明のオープンシールド機の掻き取り作用を示す要部の部分平面図である。 本発明のオープンシールド機の掻き取り爪の配置を示す側面図である。 オープンシールド機の概要を示す縦断正面図である。 オープンシールド機の概要を示す縦断側面図である。 オープンシールド工法の第１工程を示す側面図である。 オープンシールド工法の第２工程を示す側面図である。 オープンシールド工法の第３工程を示す側面図である。 オープンシールド工法の第４工程を示す側面図である。

１…オープンシールド機
１ａ，１ｂ…側壁板 １ｃ…底板
２…フロント部 ３…テール部
４…中折ジャッキ ５…シールドジャッキ
６…可動分割刃口 ７…側方土留板
８…コンクリート函体 ９…ストラット
１０…プレスバー １１…発進坑
１２…掘削機 １３…到達坑
１４…ダンプ １５…グラウト機
１６…中折れ部 １７…ジャッキ部
１８…函体吊下し部 ２０…掻き取り爪
２０ａ…刃部 ２０ｂ…ホルダー
２１…裏込注入材

Claims (2)

1. 左右側壁板と底板からなる機体を前後方向でフロント部とテール部に分割し、フロント部の後端にテール部の前端を嵌入させ、フロント部に後方へ向けて中折ジャッキを設けてフロント部とテール部が相互の嵌合部で屈曲可能とした中折れ部を形成したオープンシールド機において、テール部の中折れ部外周に沿ってテール部長手方向に移動する掻き取り爪をその先端を後方に向けて前記フロント部後端に突設したことを特徴とするオープンシールド機。
2. 掻き取り爪は間隔を存して複数併設する請求項１記載のオープンシールド機。